package my.tree;

import java.util.Comparator;

/**
 * <p>
 * 二叉搜索树
 * </p>
 *
 * @author AJun
 * @since 2020/8/14
 */
@SuppressWarnings({"unchecked", "unused"})
public class BST<E> extends BinaryTree<E> {

    /**
     * 元素比较器
     */
    private final Comparator<E> comparator;

    public BST() {
        this(null);
    }

    public BST(Comparator<E> comparator) {
        this.comparator = comparator;
    }

    public void add(E element) {
        elementNotNullCheck(element);

        // 添加的第一个节点，根节点，根节点没有父节点
        if (root == null) {
            root = new Node<>(element, null);
            size++;
            return;
        }

        // 添加的不是第一个节点
        // 找到父节点
        Node<E> parent = root;
        Node<E> node = root;
        int cmp = 0;
        while (node != null) {
            cmp = compare(element, node.element);
            parent = node;
            if (cmp > 0) {
                node = node.right;
            } else if (cmp < 0) {
                node = node.left;
            } else {
                // 相等，覆盖其值，防止自定义对象的其它属性值不一样
                node.element = element;
                return;
            }
        }

        // 看看插入到父节点的哪个位置
        Node<E> newNode = new Node<>(element, parent);
        if (cmp > 0) {
            parent.right = newNode;
        } else {
            parent.left = newNode;
        }
        size++;
    }

    public void remove(E element) {
        remove(node(element));
    }

    public void remove(Node<E> node) {
        if (node == null) return;

        size--;

        // 度为 2 的节点
        if (node.hasTwoChildren()) {
            Node<E> s = successor(node); // 后继(这里前驱和后继都可以)
            // 用后继节点的值覆盖度为 2 的节点的值
            node.element = s.element;
            // 删除后继节点
            node = s;
        }

        // 删除 node 节点(node 的度必然是 1 或 0)
        Node<E> replacement = (node.left != null) ? node.left : node.right;
        if (replacement != null) {
            // node 是度为 1 的节点
            // 更改 parent
            replacement.parent = node.parent;
            // 更改 parent 的 left 和 right 的指向
            if (node.parent == null) {
                // node 是度为 1 的节点并且是根节点
                root = replacement;
            } else {
                if (node == node.parent.left)
                    node.parent.left = replacement;
                else // node == node.parent.right
                    node.parent.right = replacement;
            }
        } else if (node.parent == null) {
            // node 是叶子节点 且 node 是根节点
            root = null;
        } else {
            // node 是叶子节点，但不是根节点
            if (node == node.parent.left) {
                // 如果是左子节点，则删除父节点左边
                node.parent.left = null;
            } else { // node == node.parent.right
                // 如果是左子节点，则删除父节点右边
                node.parent.right = null;
            }
        }
    }

    /**
     * 根据传入的元素找到该节点
     */
    private Node<E> node(E element) {
        Node<E> node = root;
        while (node != null) {
            int cmp = compare(element, node.element);
            if (cmp == 0) {
                return node;
            } else if (cmp > 0) {
                node = node.right;
            } else { // cmp < 0
                node = node.left;
            }
        }
        return null;
    }

    public boolean contains(E element) {
        return node(element) != null;
    }

    /**
     * 返回 0  e1 = e2
     * 返回 1  e1 > e2
     * 返回 -1 e1 < e2
     */
    private int compare(E e1, E e2) {
        if (comparator != null)
            return comparator.compare(e1, e2);

        // 判断传入的类是否实现了 Comparable
        if (e1 instanceof Comparable) {
            return ((Comparable<E>) e1).compareTo(e2);
        }

        // 没有传入比较器，抛出类型转换异常
        throw new ClassCastException("Element must implement Comparable interface");
    }

    /**
     * 空值检测，元素不得为 null
     */
    private void elementNotNullCheck(E element) {
        if (element == null)
            throw new IllegalArgumentException("Element must not be null");
    }

}
